PL181842B1 - Dysza wtryskowa z ogrzewanymi kanalami PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Dysza wtryskowa z ogrzewanymi ka- nalami, zlozona z korpusu, zaopatrzonego w kanal wtryskowy, z plaszcza grzejnego, utworzonego wewnatrz tulei otaczajacej ten korpus oraz z elementu grzejnego, znamien- na tym, ze plaszcz grzejny stanowi komo- re (15) utworzona miedzy korpusem (3) dy- szy (1) i wewnetrzna powierzchnia tulei (13), wypelniona przenoszacym cieplo osrodkiem plynnym, przy czym element grzejny (23) jest umieszczony pod tuleja (13). FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest dysza wtryskowa z ogrzewanymi kanałami złożona z korpusu, zaopatrzonego w kanał wtryskowy, z płaszcza grzejnego, utworzonego wewnątrz tulei otaczającej ten korpus oraz z elementu grzejnego.

W znanych wtryskarkach ślimakowych do tworzyw sztucznych tworzywo przetłaczane jest przez ślimak do ogrzanego bloku rozdzielacza, a następnie do połączonych z nim dysz wtryskowych. Kanały rozprowadzające płynne tworzywo stanowią zazwyczaj otwory, wykonane w bloku rozdzielacza i rozmieszczone pod kątem prostym względem siebie. Wykonanie takiego bloku rozdzielacza, wyposażonego w otwory przecinające się pod kątem prostym, wymaga dużego nakładu pracy, przy czym w miejscach ostrego załamania kanałów, mimo ich starannej obróbki, występują zahamowania tłoczonej masy tworzywa, powodujące w niektórych przypadkach całkowite zablokowanie jej przepływu.

W znanych rozwiązaniach rozdzielaczy szczególnie niekorzystny jest również sposób ogrzewania kanałów doprowadzających płynne tworzywo, które wewnątrz kanałów przechodzących w pobliżu elementów grzejnych ma wyższą temperaturę niż w kanałach znajdujących się dalej od źródła ciepła. Ponadto rozkład temperatury w poszczególnych kanałach także nie jest równomierny, doprowadzając niekiedy do miejscowego, niekontrolowanego przegrzewania się płynnej masy tworzywa, co występuje zwłaszcza wtedy, gdy maszyna ma dłuższe przestoje.

Taki sam niekorzystny rozkład temperatur występuje w dyszach wtryskowych, do których ogrzewania stosuje się elementy elektrooporowe, umieszczone we wnętrzu lub wokół korpusu dyszy. Elementy te, bezpośrednio ogrzewające materiał, powodują nierównomierny rozkład temperatur we wnętrzu dyszy. W innych rozwiązaniach wspornik korpusu dyszy jest połączony zarówno z rozdzielaczem, jak i z płytą, wspornikową w sposób zapewniający przewodzenie ciepła. Ciepło przepływa wówczas z rozdzielacza przez punkty styku do korpusów dysz, a następnie od ogrzewanych dysz do chłodzonej płyty wspornikowej. Taki przepływ ciepła powoduje, że dysza nie jest równomiernie ogrzewana na całej swojej długości, żarów181 842 no w kierunku osiowym, jak i w kierunku promieniowym, zaś taki nierównomierny rozkład temperatur może doprowadzić do miejscowego przegrzania materiału, powodując w rezultacie wady jakościowe produktu wykonanego przy użyciu wtryskarki.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiej dyszy wtryskowej z ogrzewanymi kanałami, która zapewniłaby stały dopływ ciepła do wnętrza dyszy, a tym samym równomierny rozkład temperatury płynnego materiału w jej wnętrzu.

Cel ten zrealizowano w konstrukcji dyszy wtryskowej z ogrzewanymi kanałami według wynalazku, która charakteryzuje się tym, że płaszcz grzejny stanowi komorę utworzoną między korpusem dyszy i wewnętrzną powierzchnią tulei, wypełnioną przenoszącym ciepło ośrodkiem płynnym, przy czym element grzejny jest umieszczony pod tuleją.

Ponadto, dysza jest, korzystnie, wyposażona przynajmniej w jeden element kierujący w postaci nachylonej przegrody, obejmującej całkowicie względnie częściowo korpus dyszy.

Elementy kierujące otaczające korpus dyszy stanowią, korzystnie, pierścienie w kształcie elipsy z eliptycznym otworem, wykonane korzystnie z blachy albo też mają postać wytłoczeń na wewnętrznej powierzchni tulei.

Elementy kierujące dyszy są, korzystnie, nachylone w przeciwnych kierunkach.

Element grzejny dyszy według wynalazku jest umieszczony, korzystnie, pod dnem S tulei, równolegle do osi tej tulei, natomiast ośrodek wypełniający komorę stanowiącą płaszcz grzejny dyszy i przenoszący ciepło jest cieczą lub gazem.

Dobra przewodność cieplna ośrodka wypełniającego przestrzeń między korpusem dyszy i wewnętrzną powierzchnią tulei umożliwia optymalny, równomierny rozkład ciepła, doprowadzanego przez element grzejny umieszczony pod dyszą, bowiem w wyniku zjawiska konwekcji ośrodek ogrzany w miejscu styku z elementem grzejnym równomiernie opływa powierzchnię korpusu dyszy. Ciepło jest przy tym przenoszone do środka dyszy w kierunku obydwu jej końców. Utrzymanie równomiernej temperatury wzdłuż całej długości dyszy w wąskim zakresie tolerancji, uzyskane dzięki zastosowaniu elementów kierujących ośrodek pośredniczący w wymianie ciepła, umożliwia również przeróbkę materiałów wrażliwych na zmiany temperatury, przyczyniając się do wyeliminowania strat materiału powstających w wyniku pracy wtryskarki z zimnymi kanałami.

Dysza wtryskowa z ogrzewanymi kanałami według wynalazku jest uwidoczniona w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia dyszę wtryskową w przekroju podłużnym; fig. 2 - uzyskany doświadczalnie wykres rozkładu temperatur wzdłuż osi dyszy, a fig. 3 - korpus dyszy z elementami kierującymi, umieszczonymi wewnątrz tulei, w widoku perspektywicznym z częściowym wykrojem.

Dysza wtryskowa 1 według wynalazku składa się z korpusu 3, mającego postać grubościennej rury zaopatrzonej we współosiowy z nią kanał wtryskowy 5, przy czym kanał ten pokrywa się od strony wlotu A z otworem 7 w płycie kanałowej 2, do której przymocowana jest dysza. Kanał 5 dyszy zwęża się w miejscu wylotu B i łączy się z wnęką formy 9 utworzoną w płycie wspornikowej 11 i odpowiadającą kształtowi wtryskiwanego przedmiotu.

Korpus 3 dyszy 1 jest na całej swej długości otoczony tuleją 13, przy czym utworzona między zewnętrzną powierzchnią tego korpusu 3 a wewnętrzną powierzchnią tulei 13 komora 15 jest wyposażona w elementy kierujące 17 i 19, korzystnie przymocowane do wewnętrznej powierzchni tulei 13. Komora 15 jest całkowicie wypełniona ośrodkiem służącym do przenoszenia ciepła, na przykład olejem, który wprowadzany jest do niej przez otwór 21. Zamiast oleju może być oczywiście zastosowana inna ciecz lub gaz o dobrej przewodności ciepła.

Pod tuleją 13 jest umieszczony element grzejny 23, korzystnie elektryczny element oporowy.

Korzystne położenie obydwu elementów kierujących 17 i 19 w postaci eliptycznych pierścieni z blachy z eliptycznymi otworami, nachylonych do osi tulei 13, jest przedstawione na fig. 3. Rolę elementów kierujących 17 i 19 mogą również spełniać rowki wytłoczone na wewnętrznej powierzchni tulei 13. W przypadku, gdy dysza jest bardzo krótka, można zastosować tylko jeden element kierujący 17.

Figura 2 przedstawia uzyskany doświadczalnie rozkład temperatur wzdłuż osi korpusu 3 dyszy 1. Na obydwu końcach korpusu 3, zarówno od strony płyty kanałowej 2, jak i płyty wspornikowej 11, występują widoczne spadki temperatury.

181 842

W odmiennym rozwiązaniu konstrukcyjnym dyszy wtryskowej z ogrzewanymi kanałami według wynalazku, nie uwidocznionym na rysunku, tuleja 13 może mieć również postać stożka.

Działanie dyszy wtryskowej 1, opisanej wyżek, jest następujące.

Ciepło wytwarzane przez element grzejny 23 jest przekazywane poprzez tuleję 13 do ośrodka, korzystnie oleju znajdującego się w komorze 15. Ogrzany olej, rozprowadzany przez elementy kierujące 17 i 19, rozchodzi się wzdłuż całej długości dyszy w kierunku do obydwu końców dyszy, przy czym najsilniejsze chłodzenie lub ogrzewanie dyszy występuje na obydwu końcach korpusu 3. Ochłodzony olej opada na dno S tulei 13, po czym zostaje ponownie ogrzany przez element grzejny 23 do temperatury niezbędnej dla powstania ruchu konwekcyjnego w kierunku górnej części tej tulei 13, dzięki czemu korpus 3 dyszy 1 zostaje równomiernie ogrzany (fig. 2).

Badania eksploatacyjne dyszy wtryskowej według wynalazku wykazały, że wewnątrz dyszy 1 występuje w przybliżeniu stały rozkład temperatury, przedstawiony na fig. 2 i zawarty w granicach kilku °C. Na wykresie widać wyraźnie, że najwyższą temperaturę ma koniec A dyszy 1, co jest spowodowane dopływem ciepła z płyty kanałowej 2, oddzielnie ogrzewanej, w celu utrzymania w stanie płynnym tworzywa sztucznego znajdującego się w otworze 7. Natomiast na końcu B dyszy 1 temperatura utrzymuje się w przybliżeniu na stałym poziomie, wykazując jedynie niewielkie wahania w zakresie kilku °C, a dopiero po wyjściu z dyszy 1, w wyniku zetknięcia się z chłodzoną płytą wspornikową 11, następuje spadek temperatury, której wartość utrzymuje się jednak w zakresie temperatur optymalnych dla procesu przeróbki tworzywa.

181 842

181 842

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Dysza wtryskowa z ogrzewanymi kanałami, złożona z korpusu, zaopatrzonego w kanał wtryskowy, z płaszcza grzejnego, utworzonego wewnątrz tulei otaczającej ten korpus oraz z elementu grzejnego, znamienna tym, że płaszcz grzejny stanowi komorę (15) utworzoną między korpusem (3) dyszy (1) i wewnętrzną powierzchnią tulei (13), wypełnioną przenoszącym ciepło ośrodkiem płynnym, przy czym element grzejny (23) jest umieszczony pod tuleją (13).
2. 2. Dysza według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wyposażona przynajmniej w jeden element kierujący (17, 19) w postaci nachylonej przegrody, obejmującej całkowicie względnie częściowo korpus (3) dyszy.
3. 3. Dysza według zastrz. 2, znamienna tym, że elementy kierujące (17, 19) stanowią pierścienie w kształcie elipsy z eliptycznym otworem, wykonane, korzystnie, z blachy.
4. 4. Dysza według zastrz. 2, znamienna tym, że elementy kierujące (1*7,19) mają postać wytłoczeń na wewnętrznej powierzchni tulei (13).
5. 5. Dysza według zastrz. 2, znamienna tym, że elementy kierujące (17, 19) są nachylone w przeciwnych kierunkach.
6. 6. Dysza według zastrz. 1, znamienna tym, że element grzejny (23) jest umieszczony pod dnem S tulei (13), równolegle do osi tej tulei.
7. 7. Dysza według zastrz. 1, znamienna tym, że ośrodek przenoszący ciepło jest cieczą lub gazem.